通用電氣數(shù)字集團(tuán) 劉尊義

續(xù)接上篇Historian發(fā)布數(shù)據(jù)到阿里云IoT，第二彈討論Historian數(shù)據(jù)發(fā)布到微軟Azure IoT Hub設(shè)備中心。

Azure IoT Hub是目前最好的中心化IoT平臺(tái)之一，Azure IoT Hub注冊(cè)的設(shè)備可以在Azure保存7天，免去個(gè)人搭建服務(wù)器的各種繁瑣操作和管理。

書(shū)歸正傳，測(cè)試將Historian數(shù)據(jù)發(fā)布到Azure IoT Hub統(tǒng)共需要以下4個(gè)工具：

1. GE Proficy Historian 9.1

2. 微軟Azure IoT Hub賬號(hào)

3. MQTT.FX測(cè)試工具

4. VSCODE編程環(huán)境

特別說(shuō)明，微軟Azure中國(guó)區(qū)和國(guó)外是兩個(gè)隔離的空間，賬號(hào)互相獨(dú)立，數(shù)據(jù)發(fā)布的技術(shù)細(xì)節(jié)也略有不同，另外，中國(guó)區(qū)賬號(hào)需要組織身份注冊(cè)。

為了便于新手用戶理解數(shù)據(jù)發(fā)布的機(jī)制，我們將整個(gè)測(cè)試過(guò)程分為五個(gè)步驟：

· 微軟Azure IoT Hub準(zhǔn)備

· 獲取Azure IoT Hub令牌

· 在MQTT.fx中進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)布測(cè)試

· 用VSCode控制臺(tái)訂閱Azure IoT Hub數(shù)據(jù)

· 用Historian采集器發(fā)布數(shù)據(jù)并測(cè)試

1、微軟Azure IoT Hub準(zhǔn)備

Azure中國(guó)區(qū)的地址是Portal.azure.cn, 而國(guó)外的入口是Portal.azure.com, 兩個(gè)賬號(hào)不能通用，我們使用國(guó)外的平臺(tái)進(jìn)行演示。首先，我們需要了解幾個(gè)Azure中的概念：

· 資源組：Azure提供的各種服務(wù)資源的組合池，可以包含多種資源，建議按照項(xiàng)目命名比較合適；

· 資源：Azure提供的各種服務(wù)資源，比如IoT中心就是一個(gè)資源類(lèi)型；

· IoT中心：Azure提供的套用IoT中心，可以理解為一個(gè)Broker實(shí)例；

· IoT設(shè)備：向IoT中心發(fā)布數(shù)據(jù)的終端或服務(wù)，需要首先在IoT中心注冊(cè)。

其它概念如IoT Edge等因?yàn)楸緶y(cè)試案例使用不到，就不在這里贅述，下面開(kāi)始詳細(xì)的步驟。

首先當(dāng)然需要注冊(cè)一個(gè)微軟Azure賬號(hào)，然后登陸控制臺(tái)首頁(yè)，在菜單入口，選擇資源組，創(chuàng)建一個(gè)資源組，為資源組命名并選擇機(jī)房位置。

第二步，在資源組中創(chuàng)建一個(gè)物聯(lián)網(wǎng)IoT中心資源，并為IoT中心實(shí)例命名和選擇縮放級(jí)別，縮放級(jí)別和訂閱費(fèi)用與每天的記錄數(shù)有關(guān)，測(cè)試用可以選擇基礎(chǔ)縮放級(jí)別即可。

第三步，在剛剛創(chuàng)建的IoT中心注冊(cè)IoT設(shè)備，命名設(shè)備ID。

最終，在IoT設(shè)備創(chuàng)建完成后會(huì)生成連接字符串和密鑰，記住提取位置，后面會(huì)用到。

2、獲取Azure IoT Hub令牌

接下來(lái)，將會(huì)使用MQTT.fx測(cè)試連接到Azure IoT Hub，Azure IoT Hub支持用戶名/密碼組合及x.509證書(shū)兩種認(rèn)證方式，用戶名密碼組合的認(rèn)證方式中的密碼實(shí)際上，并不是注冊(cè)設(shè)備時(shí)，Azure自動(dòng)生成的Key，而是使用動(dòng)態(tài)令牌作為連接使用的密碼，這一步的目的就是使用VSCode生成一個(gè)動(dòng)態(tài)令牌。

這一步只是讓大家了解Azure IoT Hub的通訊過(guò)程，實(shí)際在Historian向Azure IoT Hub發(fā)布數(shù)據(jù)的過(guò)程中，這一步驟由Historian自動(dòng)執(zhí)行，不需要我們手動(dòng)獲取，如果是熟練應(yīng)用，直接跳到第五步即可。

這一步，需要先安裝VSCode，并在VSCode選擇擴(kuò)展入口，在應(yīng)用商店中搜索Azure IoT Tools，并執(zhí)行安裝。

第二步，在資源管理器入口，連接Azure IoT中心，在IoT中心下，選擇“Devices”，然后選擇“Set IoT Hub Connection String”。

在VSCode的上部會(huì)彈出一個(gè)輸入框。

從Azure IoT中心資源共享訪問(wèn)策略處選擇iothubowner策略，從彈出的權(quán)限窗口復(fù)制主連接字符串到彈出的輸入框，即可與IoT中心的資源建立連接，會(huì)自動(dòng)刷新出IoT設(shè)備。

第三步，選中IoT設(shè)備，右鍵單擊并選擇“Generate SAS Token for Device”獲取令牌。

在VSCode上部的彈出框會(huì)彈出令牌過(guò)期時(shí)間，以小時(shí)為單位，輸入一個(gè)盡量長(zhǎng)的時(shí)間值，獲取令牌，但是過(guò)期之后需要重新獲取令牌。

最后， VSCode輸出窗口會(huì)輸出一個(gè)SASToken，以“SharedAccessSignature”開(kāi)頭的一行字符即為Azure IoT Hub連接的認(rèn)證密碼，在后面會(huì)用到。

3、在MQTT.fx中進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)布測(cè)試

這一步驟是一個(gè)可選項(xiàng)，主要目的是為了快速驗(yàn)證和IoT Hub之間的連接。如果熟悉Historian可直接跳到第五步。

在MQTT.fx控制臺(tái)，單擊菜單欄中的Extras，選擇Edit Connection Profiles，點(diǎn)擊左側(cè)的“+”號(hào)添加一個(gè)新的連接。

按照上圖所示，輸入一個(gè)名字，并在MQTT Broker設(shè)置欄，填入地址、端口和客戶端ID。

其中的Broker Address可以在Azure IoT中心的概述頁(yè)面找到，其中的主機(jī)名即是需要在Broker Address中填入的內(nèi)容。

Broker Port是Azure IoT Hub的固定值8883。

Client ID是在Azure IoT Hub中注冊(cè)的IoT設(shè)備ID。

其它選項(xiàng)保持默認(rèn)值，接下來(lái)切換到User Credentials選項(xiàng)卡，用戶名處是一個(gè)固定組合，具體格式為：“IoT_hub_name/IoT_device_name/?api-version=2018-06-30”。

密碼處是在上一步生成的SAS動(dòng)態(tài)令牌。

填寫(xiě)完成后點(diǎn)擊OK保存即可。

然后，需要在mqtt.fx中，連接剛才配置的連接，在Publish選項(xiàng)，定義一個(gè)相關(guān)的topic進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)送。定義topic的格式如下：devices/IoT_device_name/messages/events/。

我們輸入測(cè)試數(shù)據(jù)，點(diǎn)擊Publish進(jìn)行發(fā)布。

4、用VSCode控制臺(tái)訂閱Azure IoT Hub數(shù)據(jù)

接下來(lái)，我們?cè)趧偛奴@取SAS令牌的VSCode環(huán)境，右鍵單擊IoT設(shè)備，選擇“Start Monitoring Built-in Event Endpoint”訂閱缺省Topic的數(shù)據(jù)。

在彈出的連接字符串輸入框，需要輸入連接字符串。

連接字符串從IoT Hub的內(nèi)置終結(jié)點(diǎn)的事件中心-兼容終結(jié)點(diǎn)獲取。

回車(chē)后，隨即可以在VSCode的輸出窗口返回如下信息：

我們?cè)谏弦徊皆O(shè)置的MQTT.fx測(cè)試工具中發(fā)布一段信息，隨即可以在輸出窗口捕獲訂閱的信息。

到此，我們確認(rèn)IoT Hub已經(jīng)可以正常工作并代理信息。

5、用Historian采集器發(fā)布數(shù)據(jù)并測(cè)試

最后，我們正式通過(guò)Historian采集器向IoT Hub發(fā)布數(shù)據(jù)，其實(shí)，如果是熟練應(yīng)用，可以直接跳過(guò)第二、三、四步，直接在這一步創(chuàng)建采集器連接，發(fā)布數(shù)據(jù)即可。

同時(shí)，Historian并不需要手動(dòng)獲取Azure IoT Hub的SAS動(dòng)態(tài)令牌，Historian可以自動(dòng)獲取令牌并通過(guò)令牌建立連接，而無(wú)需考慮令牌過(guò)期問(wèn)題。

我們打開(kāi)Configuration Hub并登陸到Historian服務(wù)器，添加一個(gè)采集器。選擇機(jī)器名和采集器類(lèi)型，點(diǎn)擊“Get Details”獲取安裝的驅(qū)動(dòng)器和數(shù)據(jù)路徑。

在下一步中，選擇數(shù)據(jù)源服務(wù)。

接下來(lái)，選擇目的為“Azure IoT Hub”，并復(fù)制在第一步中創(chuàng)建IoT設(shè)備后的主連接字符串，填到設(shè)備連接字符串，在傳輸協(xié)議中選擇“MQTT”。

拉到底端，選擇配置端，建議選擇Historian配置，并輸入Historian服務(wù)器的用戶名密碼。

最后一步，選擇默認(rèn)本地系統(tǒng)服務(wù)運(yùn)行，并點(diǎn)擊添加，添加成功后，新添加的采集器將自動(dòng)運(yùn)行。

在Historian管理客戶端中為采集器添加標(biāo)簽。

最后，可以在VSCode的輸出窗口看到數(shù)據(jù)正常刷新，至此，Historian通過(guò)采集器發(fā)布到Azure IoT Hub測(cè)試完成。

物聯(lián)網(wǎng)IoT正在影響著我們的生活，無(wú)論是共享單車(chē)還是工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用，都在隨著技術(shù)的進(jìn)步和數(shù)據(jù)應(yīng)用需求的增強(qiáng)，一步步走進(jìn)我們工作生活的每個(gè)領(lǐng)域。

GE作為IIoT的提出者和倡導(dǎo)者，針對(duì)工業(yè)領(lǐng)域的特點(diǎn)，能夠提供從設(shè)備到業(yè)務(wù)的完整解決方案。

如果大家對(duì)GE的解決方案，GE的Proficy Historian或者GE Digital的其它軟件產(chǎn)品感興趣，或者需要我們提供哪些技術(shù)分享，歡迎隨時(shí)與GE Digital聯(lián)系。